WO2021156149A1

WO2021156149A1 - Getriebe und hilfsantrieb für ein fahrrad

Info

Publication number: WO2021156149A1
Application number: PCT/EP2021/052141
Authority: WO
Inventors: Wolfgang Rodi; Albert Schlumberger
Original assignee: Rolless Gmbh
Priority date: 2020-02-06
Filing date: 2021-01-29
Publication date: 2021-08-12
Also published as: DE102020103026A1

Abstract

Ein erfindungsgemäßes Taumelscheibengetriebe (4) umfasst eine Antriebswelle (8), die als Hohlwelle ausgebildet ist und von einer Leistungsquelle antreibbar ist; eine Abtriebswelle (12), die als Hohlwelle ausgebildet ist und eine Getriebeachse (14) definiert, zu der die Antriebswelle (8) koaxial angeordnet ist; ein erstes Kegelzahnrad (16), das koaxial zur Getriebeachse (14) angeordnet ist; ein erstes Taumelzahnrad (18), das als Kegelzahnrad mit einer ersten Kegelachse (20) ausgebildet ist und mit dem ersten Kegelzahnrad (16) kämmt, wobei das erste Taumelzahnrad (18) auf der Antriebswelle (8) derart gelagert ist, dass die erste Kegelachse (20) des ersten Taumelzahnrads (18) schräg zur Getriebeachse (14) angeordnet ist und diese schneidet; wobei zumindest eines aus erstem Kegelzahnrad (16) und erstem Taumelzahnrad (18) dazu eingerichtet ist, sich umlaufend zu drehen, um eine Drehbewegung auf die Abtriebswelle (12) zu übertragen. Das erste Taumelzahnrad (18) weist einen Taumelwinkel auf, der zwischen +/- 1° und +/- 10° beträgt

Description

Getriebe und Hilfsantrieb für ein Fahrzeug

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe und einen Hilfsantrieb für ein Fahrzeug, ins besondere ein Fahrrad.

Die Entwicklung und das Angebot von E-Bikes bzw. Pedelecs mit zwei, drei oder vier Rä dern haben in den letzten Jahren erheblich zugenommen. Gegenüber herkömmlichen Fahr rädern sind bei der Entwicklung von Fahrradgetrieben und dem gesamten Antriebsstrang besondere Anforderungen zu berücksichtigen. Die zunehmende Leistung der verwendeten Elektromotoren führt zu hohen Belastungen, die auf das Fahrradgetriebe wirken. Neben dem erhöhten Leistungsbedarf und den dadurch auftretenden höheren Drehmomenten spielen der Wirkungsgrad, der verfügbare Bauraum, das Gewicht und das erreichbare Fahrvergnügen zu berücksichtigende Kriterien bei der Konstruktion und Auslegung von Hilfsantrieben für solche Fahrzeuge eine erhebliche Rolle.

Es besteht daher der Bedarf an verbesserten Getrieben und Hilfsantrieben, insbesondere im Bereich der E-Bikes bzw. Pedelecs.

In der EP 2 672 147 A2 ist beispielsweise ein Hilfsantrieb für ein Fahrrad beschrieben, bei dem die wesentlichen Komponenten koaxial angeordnet sind. Das dabei verwendete Pin- Ring-Getriebe umfasst einen Außenring mit Innenverzahnung und einen flexiblen Pin-Ring, der auf dem Außenumfang eines elliptischen Drehkörpers gelagert ist. Durch das Drehen des elliptischen Drehkörpers innerhalb des Pin-Rings wird der Pin-Ring verformt und ab schnittsweise in Eingriff mit der Innenverzahnung des Außenrings gebracht. Das Getriebe weist einen verhältnismäßig guten Wirkungsgrad auf und verträgt hohe Drehmomente, al lerdings ist der damit ausgestattete Hilfsantrieb für ein Fahrrad im Durchmesser verhältnis mäßig groß, breit und schwer.

Die DE 2 162 867 A offenbart ein sogenanntes Taumelscheibengetriebe, bei dem die we sentlichen Komponenten zur Kraftübertragung ebenfalls entlang einer Achse angeordnet sind. Ein solches Getriebe weist ein feststehendes Kegelzahnrad und ein Taumelzahnrad auf, das ebenfalls als Kegelzahnrad ausgebildet ist und mit dem feststehenden Kegelzahn rad kämmt. Das Taumelzahnrad ist auf einem Wellenstumpf drehbar gelagert, der exzent risch derart an einer Antriebswelle ausgebildet ist, dass seine Achse und somit die Kegel- achse des Taumelzahnrads schräg zur Achse der Antriebswelle ausgerichtet ist. Durch die se Schrägstellung des Taumelzahnrads bezüglich der Achse der Antriebswelle und der Ke gelachse des feststehenden Kegelzahnrads entsteht bei der Umdrehung der Antriebswelle eine Taumelbewegung des Taumelzahnrads, bei der in Umlaufrichtung fortlaufend Zähne des Taumelzahnrads mit dem Kegelzahnrad in Eingriff gebracht werden, während entgegen der Umlaufrichtung Zähne aus dem Eingriff genommen werden. In Abhängigkeit von der Anzahl der Zähne des Taumel- und des Kegelzahnrads entsteht dabei eine Relativdrehung des Taumelzahnrads zur Antriebswelle, die auf eine Abtriebswelle übertragen werden kann. Dieses Getriebe ist für den Einsatz in einem Fahrrad jedoch nicht geeignet, da die Taumel bewegung des Taumelzahnrads erhebliche Schwingungen erzeugt. Zudem handelt es sich bei Taumelscheibengetrieben im Allgemeinen um Gleitkeilgetriebe, bei denen aufgrund der Gleitbewegung zwischen den Zahnflanken bei der Drehmomentübertragung eine Gleitrei bung entsteht, die einen verhältnismäßig schlechten Wirkungsgrad zur Folge hat. Zudem sind eine möglichst verlustfreie Übertragung des Drehmoments vom Taumelzahnrad auf die Abtriebswelle sowie eine kompakte Lagerung des Taumelzahnrads bei eingeschränktem Bauraum schwierig umzusetzen. Die DE 11 2016 002 380 T5 beschreibt ein Taumelschei bengetriebe, bei dem der Wirkungsgrad durch ein weiteres Taumelzahnrad sowie eine spe zifische Verzahnungsgeometrie verbessert werden soll.

Aus der DE 10 2014 016 719 A1 ist ein Hilfsantrieb für ein Fahrzeug bekannt, der ein Tau melgetriebe verwendet, um einen platzsparenden Aufbau zu ermöglichen. Der Hilfsantrieb ist dabei auch als Generator nutzbar. Wrd der Antrieb jedoch ohne elektrische Unterstüt zung verwendet, muss der Elektromotor mitgedreht werden, was einen höheren Widerstand bewirkt und das Fahrgefühl negativ beeinflussen kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe beziehungswei se einen Hilfsantrieb für ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrrad, bereitzustellen, die mög lichst klein und leicht sind und zugleich die erforderliche Untersetzung und einen guten Wir kungsgrad bereitstellen.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 8 gelöst. Bevorzugte Aus führungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche. Erfindungsgemäß umfasst ein Taumelscheibengetriebe für ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrrad, eine Antriebswelle, die als Hohlwelle ausgebildet ist und von einer Leistungsquel le, insbesondere einem Elektromotor, antreibbar ist; eine Abtriebswelle, die als Hohlwelle ausgebildet ist und eine Getriebeachse definiert, zu der die Antriebswelle koaxial angeord net ist; ein erstes Kegelzahnrad, das koaxial zur Getriebeachse angeordnet ist; und ein ers tes Taumelzahnrad, das als Kegelzahnrad mit einer ersten Kegelachse ausgebildet ist und mit dem ersten Kegelzahnrad kämmt. Das erste Taumelzahnrad ist derart auf der Antriebs welle gelagert, dass die erste Kegelachse des ersten Taumelzahnrads schräg zur Getrie beachse angeordnet ist und diese schneidet. Zumindest eines aus erstem Kegelzahnrad und erstem Taumelzahnrad ist dazu eingerichtet, sich umlaufend zu drehen, um eine Dreh bewegung auf die Abtriebswelle zu übertragen. Das erste Taumelzahnrad weist einen Taumelwinkel auf, der zwischen +/- 1° und +/- 10° beträgt. Das erste Kegelzahnrad und/oder das erste Taumelzahnrad weisen vorzugsweise einen Zahnradkegelwinkel auf, der zwischen 20° und 40° beträgt.

Auf diese Art und Weise wird ein Taumelscheibengetriebe für ein Fahrzeug bereitgestellt, das sich insbesondere als Tretlagergetriebe eines Fahrrads besonders platzsparend und leicht ausbilden lässt und einfach in einen Fahrradrahmen zu integrieren ist.

Das Taumelscheibengetriebe dient der Drehmomentumwandlung zwischen der Antriebs welle und der Abtriebswelle. Das Taumelzahnrad ist relativ zur Antriebswelle drehbar gela gert. Dadurch, dass die erste Kegelachse des ersten Taumelzahnrads schräg zur Getriebe achse angeordnet ist und diese schneidet, entsteht bei einer Umdrehung der Antriebswelle eine Taumelbewegung des ersten Taumelzahnrads, die eine Bewegungskomponente in axialer Richtung der Getriebeachse und eine Bewegungskomponente in Umlaufrichtung der Antriebswelle aufweist. In Umlaufrichtung wird daher fortlaufend ein Zahnkranzabschnitt des ersten Taumelzahnrads in Eingriff mit dem ersten Kegelzahnrad bewegt, während be reits in Eingriff stehende Abschnitte des Zahnkranzes des ersten Taumelzahnrads von dem ersten Kegelzahnrad weg und somit aus dem Eingriff bewegt werden. Weisen das erste Kegelzahnrad und das erste Taumelzahnrad eine unterschiedliche Anzahl von Zähnen auf, entsteht eine Relativdrehung zwischen dem ersten Taumelzahnrad und der Antriebswelle. Diese Relativdrehung kann auf die Abtriebswelle übertragen werden. Die Abtriebswelle weist eine Drehachse auf, die hierin die Getriebeachse definieren soll. Es versteht sich, dass alternativ auch eine andere Achse als Bezugsachse angesehen werden kann.

Der Schnittpunkt zwischen der ersten Kegelachse des ersten Taumelzahnrads und der Ke gelachse des ersten Kegelzahnrads, die koaxial zur Getriebeachse ist, ist stationär ange ordnet. Dieser Schnittpunkt wird auch als Taumelpunkt bezeichnet. Der Taumelpunkt ist definiert als der Drehpunkt des jeweiligen Taumelzahnrads und liegt auf der Getriebeachse. Der Taumelpunkt ist stationär angeordnet.

Der Winkel zwischen der ersten Kegelachse und der Getriebeachse entspricht dem Tau melwinkel, um den sich das erste Taumelzahnrad zum und vom ersten Kegelzahnrad be wegt.

Der Taumelwinkel ist definiert zwischen einer Achse, die im Taumelpunkt senkrecht zur Getriebeachse ausgerichtet ist und einer maximalen Auslenkung des jeweiligen Taumel zahnrads in Richtung Antrieb (positives Vorzeichen) bzw. in Richtung Abtrieb (negatives Vorzeichen). Alternativ kann der Taumelwinkel angegeben werden als der Wnkel zwischen der Kegelachse des jeweiligen Taumelzahnrads und der Getriebeachse und ein positives oder negatives Vorzeichen aufweisen. Da der Taumelwinkel in Richtung Antrieb gleich dem Taumelwinkel in Richtung Abtrieb ist, wird der Taumelwinkel hierin mit beiden Vorzeichen (+/-) angeben. Der Taumelwinkel eines Taumelzahnrads beträgt folglich z.B. +/- 10° oder +/- 5°.

Grundsätzlich sind Taumelscheibengetriebe Gleitkeilgetriebe, bei denen die Zahnflanken eines Taumelzahnrads und eines entsprechenden Kegelzahnrads während des Eingreifens aneinander entlang gleiten. Die dabei auftretende Gleitreibung wirkt sich negativ auf den Wrkungsgrad des Getriebes aus. Es hat sich herausgestellt, dass bei hohen Leistungen, z.B. im Nennbereich von elektrischen Hilfsantrieben für Fahrräder, schon kleine Gleitbewe gung zwischen dem Taumelzahnrad und dem Kegelzahnrad ausreichen, um hohe Wir kungsgradverluste und eine starke Erwärmung des Getriebes zu bewirken. Durch das er findungsgemäße Getriebe, bei dem der Taumelwinkel zwischen +/- 1° und +/- 10° beträgt, können derartige Gleitbewegung und somit die Reibung und Wirkungsgradverluste mini- miert werden, während bei größer werdenden Taumelwinkeln die Gleitbewegung und Ver lustleistung zunimmt.

Ein kleiner Taumelwinkel hat weiterhin den Vorteil, dass die Schwingungsamplitude des jeweiligen Taumelzahnrads klein ist und dadurch die Reaktionskräfte am Gehäuse bzw. am Fahrrad reduziert werden können. Zudem entsteht eine größere Zahnüberdeckung bzw. Kontaktfläche zwischen dem Taumelzahnrad und dem Kegelzahnrad. Bei Belastung stehen folglich mehr Zähne des Taumelzahnrads mit dem Kegelzahnrad in Eingriff. Die Flächen pressung auf die einzelnen Zähne bzw. deren Zahnflanken kann dadurch reduziert und die Dauerfestigkeit des Getriebes gesteigert werden. Des Weiteren kann der Abstand zwischen benachbarten Zahnflanken des Taumelzahnrads und des Kegelzahnrads beim Eintauchen bzw. Eingreifen der Zähne minimiert werden, sodass bei Belastung eine geringe elastische Verformung ausreicht, um mehr Zähne gleichzeitig in Eingriff zu bringen. Auch auf gerin gem Bauraum können dadurch hohe Drehmomente übertragen werden.

In einer beispielhaften Ausführungsform umläuft das erste Kegelzahnrad oder das erste Taumelzahnrad die Getriebeachse nicht.

Beispielsweise weist bei einer Untersetzung von i=50 zwischen Antriebswelle und Ab triebswelle das umlaufende erste Taumelzahnrad 50 Zähne und das zur Antriebswelle kon zentrisch gelagerte, feststehende Kegelzahnrad 49 Zähne auf. Um die gleiche Übersetzung zu erreichen, kann die jeweilige Anzahl von Zähnen vervielfacht werden, z.B. verdoppelt (100:98), verdreifacht (150:147) oder vervierfacht (200:196) usw.. Die Vervielfachung der jeweiligen Anzahl von Zähnen hat den Vorteil, dass bei der Belastung mehr Zähne in Ein griff stehen und somit die Belastung bzw. Flächenpressung an jedem eingreifenden Zahn reduziert wird.

Vorzugsweise weisen das erste Kegelzahnrad und das erste Taumelzahnrad eine Anzahl von Zähnen auf, die zwischen 20 und 80, bevorzugt zwischen 30 und 60, mehr bevorzugt zwischen 35 und 50 beträgt. Es ist auch denkbar, dass das erste Kegelzahnrad und das erste Taumelzahnrad jeweils ein Vielfaches dieser Anzahl von Zähnen aufweisen, insbe sondere doppelt oder dreimal so viele Zähne bei gleichbleibender Untersetzung. Während die Schwingungen bzw. Beschleunigungen des ersten Taumelzahnrads und die damit einhergehenden Reibungsverluste überproportional mit einer größer werdenden Un tersetzung ansteigen, sinkt das Gewicht und auch die Größe des Antriebmotors, da die An triebsdrehzahl steigt bzw. das Antriebsmoment sinkt. Das Taumelscheibengetriebe bewirkt daher vorzugsweise eine Untersetzung zwischen 20 und 80, bevorzugt zwischen 30 und 60, mehr bevorzugt zwischen 35 und 50, um für die Verwendung im Bereich von Fahrrä dern, insbesondere Pedelecs bzw. E-Bikes besonders geeignet zu sein.

Bevorzugt sind das erste Kegelzahnrad und das erste Taumelzahnrad jeweils außerhalb der Antriebs- bzw. Abtriebswelle gelagert. Das erste Kegelzahnrad kann radial außerhalb der Antriebswelle und der Abtriebswelle in einem Gehäuse des Getriebes gelagert sein. Das erste Kegelzahnrad kann auch direkt oder indirekt auf der Abtriebswelle gelagert sein oder integral mit der Abtriebswelle ausgebildet sein. Es erstreckt sich dann von der Ab triebswelle radial nach außen.

Dass die erste Kegelachse schräg zur Getriebeachse ausgerichtet ist, lässt sich auf unter schiedliche Art und Weise erreichen. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die An triebswelle einen Wellenabschnitt auf, der einen Lagersitz zur Lagerung des ersten Tau melzahnrads bildet. Dieser Wellenabschnitt weist eine zylindrische Mantelfläche auf, deren Achse schräg zur Getriebeachse bzw. zur Längsachse der Antriebswelle ausgerichtet ist und diese schneidet. Auf der zylindrischen Mantelfläche bzw. dem durch diese gebildeten Lagersitz ist vorzugsweise ein herkömmliches Wälzlager angeordnet, z. B. ein Kugellager. Es können noch mehrere Wälzlager vorgesehen sein. Auf dem Wälzlager ist das erste Taumelzahnrad gelagert, sodass es relativ zur Antriebswelle drehbar ist. Z. B. ist eine erste Hohlwelle auf dem Außenring des Wälzlagers gelagert und das erste Taumelzahnrad ist mit der ersten Hohlwelle fest verbunden oder integral ausgebildet. Alternative Ausbildungen und Lagerungen des ersten Taumelzahnrads sind denkbar.

Um die Bewegung des ersten Taumelzahnrads in axialer Richtung der Getriebeachse nicht auf die Abtriebswelle zu übertragen, umfasst das Taumelscheibengetriebe in einer Ausfüh rungsform eine Ausgleichseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine bezüglich der Getrie beachse axiale Bewegungskomponente der Taumelbewegung des ersten Taumelzahnrads zu kompensieren. Es sind aber auch Ausführungsformen möglich, bei denen keine Aus gleichseinrichtung erforderlich ist. Die Ausgleichseinrichtung umfasst vorzugsweise eine axial feststehende Komponente und eine mit dem Taumelzahnrad verbundene, axial bewegliche Komponente. Die axial festste hende Komponente und die axial bewegliche Komponente sind derart miteinander verbun den, dass sie in axialer Richtung relativ zueinander bewegbar sind. Bevorzugt sind die axial feststehende Komponente und die axial bewegliche Komponente in Umfangsrichtung im Wesentlichen nicht relativ zueinander beweglich. Sie sind dann also drehfest miteinander verbunden. Zudem ist die axial bewegliche Komponente der Ausgleichseinrichtung bevor zugt drehfest mit dem ersten Taumelzahnrad verbunden.

Bevorzugt ist die Ausgleichseinrichtung in Richtung der Getriebeachse auf Höhe des Tau melpunkts angeordnet. Belastungen werden dann gleichmäßig verteilt. Zudem findet an dieser Stelle die geringste Bewegung statt, sodass nur geringe Beschleunigungen auf die Komponenten der Ausgleichseinrichtung wirken.

Um die Reibung zu minimieren und somit den Wirkungsgrad des Getriebes zu erhöhen, ist die Ausgleichseinrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform als Kugelgelenk ausgebil det. Das Kugelgelenk kann eine Außenschale bzw. einen Außenring und eine Innenschale bzw. einen Innenring aufweisen. Zwischen dem Außenring und dem Innenring ist eine Mehrzahl von Kugel aufgenommen. Sowohl im Innenring als auch Außenring sind hierzu einander zugewandt Nuten ausgebildet. Die Nuten erstrecken sich in axialer Richtung des jeweiligen Rings. Jeweils eine Nut im Innenring fluchtet mit einer Nut im Außenring, um gemeinsam eine axiale Führung zur Aufnahme einer Kugel zu bilden. Die Nuten weisen eine Länge in axialer Richtung auf, die größer als der Durchmesser der Kugeln ist, um eine Relativbewegung zwischen dem Innenring und dem Außenring in axialer Richtung zu er möglichen. Des Weiteren ist die Breite der Nuten in Querrichtung, also im Wesentlichen in Umfangsrichtung des Innen- und des Außenrings, vorzugsweise an den Durchmesser der Kugeln angepasst, sodass eine Relativbewegung zwischen dem Innenring und dem Außen ring in Umfangsrichtung der Ringe im Wesentlichen nicht möglich ist.

Bei den hierin beschriebenen Ausführungsformen sind die Antriebswelle und die Ab triebswelle in axialer Richtung nebeneinander angeordnet. Die Seite des Getriebes, in der die Antriebswelle angeordnet ist, wird daher auch als Antriebsseite oder "antriebsseitig" beschrieben. Die Seite des Getriebes, in der die Abtriebswelle angeordnet ist, wird daher auch als Abtriebsseite oder "abtriebsseitig" beschrieben. Infolge dieser Anordnung be schreiben die Antriebsseite und die Abtriebsseite zwei sich in axialer Richtung gegenüber liegende Seiten des Getriebes. Sind die die Antriebsseite und die Abtriebsseite in Ausfüh rungsformen nicht mehr eindeutig zu unterscheiden, z. B. weil die beiden Hohlwellen ab schnittsweise ineinander verlaufen, lassen sich die hierin gemachten Ausführungen analog auf zwei sich in axialer Richtung gegenüberliegende Seiten des Getriebes übertragen, ohne dass es dabei auf den An- und Abtrieb ankommt.

In einer ersten Ausführungsform des Taumelscheibengetriebes ist das erste Kegelzahnrad fest in einem Gehäuse des Taumelscheibengetriebes gelagert. Das erste Kegelzahnrad ist folglich sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung am Gehäuse festgelegt. Vorzugsweise ist das erste Kegelzahnrad antriebsseitig des ersten Taumelzahnrads ange ordnet.

Eine Ausgleichseinrichtung ist in der ersten Ausführungsform bevorzugt zwischen dem ers ten Taumelzahnrad und der Abtriebswelle angeordnet. Die Ausgleichseinrichtung ist vor zugsweise abtriebsseitig des ersten Taumelzahnrads angeordnet. Über die Ausgleichsein richtung wird eine Bewegung des ersten Taumelzahnrads in Umfangsrichtung auf eine Hohlwelle übertragen, die bevorzugt durch die Abtriebswelle des Taumelscheibengetriebes gebildet ist.

In einer beispielhaften Ausführung ist das erste Taumelzahnrad an einem antriebsseitigen Ende einer ersten Hohlwelle angebracht oder integral mit dieser ausgebildet. Das abtriebs seitige Ende der ersten Hohlwelle bildet die axial bewegliche Komponente der Ausgleichs einrichtung, insbesondere einen aus Innenring und Außenring eines entsprechenden Ku gelgelenks. Die axial feststehende Komponente der Ausgleichseinrichtung, zum Beispiel gebildet durch den jeweils anderen aus Innenring und Außenring des entsprechenden Ku gelgelenks, ist drehfest mit der Abtriebswelle des Taumelscheibengetriebes verbunden und kann beispielsweise integral mit dieser ausgebildet sein. Eine Kraft bzw. ein Drehmoment in Umfangsrichtung wird folglich vom ersten Taumelzahnrad auf die Abtriebswelle übertragen, während eine axiale Bewegung des ersten Taumelzahnrads durch die Ausgleichseinrich tung, insbesondere durch die Relativbewegung zwischen dem Innenring und dem Außen ring eines entsprechenden Kugelgelenks, kompensiert wird. In einer zweiten Ausführungsform des Taumelscheibengetriebes ist das erste Kegelzahnrad fest mit der Abtriebswelle verbunden. Das erste Kegelzahnrad kann auf der Abtriebswelle gelagert sein, an der Abtriebswelle fest angebracht sein oder integral mit der Abtriebswelle ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das erste Kegelzahnrad sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung bezüglich der Abtriebswelle festgelegt. Das erste Kegelzahnrad ist in der zweiten Ausführungsform folglich abtriebsseitig des ersten Taumelzahnrads ange ordnet.

Eine Ausgleichseinrichtung ist in der zweiten Ausführungsform vorzugsweise zwischen dem ersten Taumelzahnrad und einem Gehäuse des Getriebes angeordnet. Aufgrund der An ordnung des ersten Taumelzahnrads und des ersten Kegelzahnrads ist die Ausgleichsein richtung bevorzugt antriebsseitig des ersten Taumelzahnrads angeordnet. Die axial festste hende Komponente der Ausgleichseinrichtung, z. B. der Außenring eines Kugelgelenks, kann am Gehäuse des Getriebes festgelegt sein, während die axial bewegliche Komponen te der Ausgleichseinrichtung, dann z. B. der Innenring des Kugelgelenks, mit dem ersten Taumelzahnrad fest verbunden ist. Bevorzugt sind sowohl die axial bewegliche Komponen te als auch das erste Taumelzahnrad integral mit einer ersten Hohlwelle ausgebildet und einander gegenüberliegend an jeweils einem Ende der ersten Hohlwelle angeordnet.

Es sind auch Ausführungsformen möglich, bei denen das Taumelscheibengetriebe zwei Zahnradpaarungen aufweist, also weiterhin ein zweites Kegelzahnrad und ein zweites Taumelzahnrad umfasst. Das zweite Kegelzahnrad ist koaxial zur Getriebeachse angeord net. Das zweite Taumelzahnrad ist als Kegelzahnrad mit einer zweiten Kegelachse ausge bildet, kämmt mit dem zweiten Kegelzahnrad und ist derart auf der Antriebswelle gelagert, dass die zweite Kegelachse des zweiten Taumelzahnrads schräg zur Getriebeachse ange ordnet ist und diese schneidet.

Das erste und das zweite Taumelzahnrad sind vorzugsweise fest miteinander verbunden, also sowohl in Umfangsrichtung als auch in axialer Richtung der ersten und der zweiten Kegelachse relativ zueinander festgelegt. Das erste und das zweite Taumelzahnrad können auch integral ausgebildet sein. Ferner sind das erste und das zweite Taumelzahnrad koaxi al angeordnet. Die erste und die zweite Kegelachse fallen somit zusammen. In Ausführungsformen mit zwei Zahnradpaarungen ist das erste Kegelzahnrad vorzugswei se analog zur zweiten Ausführungsform fest mit der Abtriebswelle verbunden, auf dieser gelagert oder integral mit ihr ausgebildet.

Das zweite Kegelzahnrad ist in Ausführungsformen mit zwei Zahnradpaarungen vorzugs weise fest mit dem Gehäuse verbunden und sowohl in Umfangsrichtung als auch in axialer Richtung der zweiten Kegelachse am Gehäuse festgelegt. Das zweite Kegelzahnrad kann antriebsseitig oder abtriebsseitig vom zweiten Taumelzahnrad angeordnet sein.

Die hierin beschriebenen Ausführungsformen mit zwei Zahnradpaarungen, also einem ers ten und einem zweiten Kegelzahnrad sowie einem ersten und einem zweiten Taumelzahn rad, weisen den Vorteil auf, dass aufgrund ihrer Konstruktion und Auslegung keine Aus gleichseinrichtung notwendig ist, um das Taumelzahnrad im Gehäuse des Getriebes zu lagern bzw. eine Bewegung des Taumelzahnrads in axialer Richtung bezüglich der Getrie beachse zu kompensieren.

In einer dritten Ausführungsform des Taumelscheibengetriebes umfasst diese, wie zuvor beschrieben, zwei Zahnradpaarungen und das erste und das zweite Taumelzahnrad sind in dieselbe Richtung ausgerichtet. Vorzugsweise weisen das erste und zweite Taumelzahnrad in Richtung des Abtriebs und das erste und das zweite Kegelzahnrad sind abtriebsseitig der beiden Taumelzahnräder angeordnet.

Das erste und das zweite Taumelzahnrad sind in der dritten Ausführungsform fest mitei nander verbunden, insbesondere sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung zueinander festgelegt. Beispielsweise ist eines der beiden Taumelzahnräder integral mit einer ersten Hohlwelle ausgebildet und das andere Taumelzahnrad ist fest an der ersten Hohlwelle angebracht. Es können auch das erste und das zweite Taumelzahnrad separat gebildet sein und miteinander oder mit der ersten Hohlwelle verbunden werden. Dadurch wird die Herstellung der Taumelzahnräder, insbesondere der Zähne derselben, erleichtert. Ebenso können das erste und das zweite Taumelzahnrad integral miteinander bzw. mit der ersten Hohlwelle ausgebildet sein.

In einer bevorzugten vierten Ausführungsform umfasst das Taumelscheibengetriebe eben so zwei Zahnradpaarungen, also ein erstes und ein zweites Kegelzahnrad sowie ein erstes und ein zweites Taumelzahnrad, wobei das erste und das zweite Taumelzahnrad fest mit einander verbunden sind und in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet sind. Bevorzugt ist dabei das erste Taumelzahnrad in Richtung Abtrieb und das zweite Taumelzahnrad in Richtung Antrieb ausgerichtet. Das erste Kegelzahnrad ist dann abtriebsseitig und das zweite Kegelzahnrad antriebsseitig der beiden Taumelzahnräder angeordnet.

In der vierten Ausführungsform ist es einfach möglich, dass das erste Taumelzahnrad und das zweite Taumelzahnrad integral mit einer ersten Hohlwelle ausgebildet sind, wobei an jedem Ende der ersten Hohlwelle eines der beiden Taumelzahnräder angeordnet ist. Des Weiteren stehen das erste Taumelzahnrad und das zweite Taumelzahnrad diagonal zuei nander mit dem jeweiligen Kegelzahnrad in Eingriff.

In allen hierin beschriebenen Ausführungsformen kann das Taumelscheibengetriebe wei terhin eine Ausgleichsmasse zum Ausgleichen von durch die Taumelbewegung des ersten Taumelzahnrads und, falls vorgesehen, des zweiten Taumelzahnrads induzierten Schwin gungen aufweisen.

Weitere Schwingungen werden durch die Schwerpunktverschiebung beim Umlauf des oder der Taumelzahnräder um die Getriebeachse induziert. Diese Schwingungen können bei der Auslegung und Anordnung der Ausgleichsmasse berücksichtigt werden oder es kann zu mindest eine zusätzliche Ausgleichsmasse zum Ausgleich dieser Schwingungen vorgese hen werden.

Vorzugsweise ist die Ausgleichsmasse an der Antriebswelle vorgesehen, auf der das Tau melzahnrad gelagert ist. Alle hierin beschriebenen Ausgleichsmassen können als separate Elemente ausgebildet und radial innerhalb oder radial außerhalb der Antriebswelle an die ser angebracht sein. Zum Beispiel können hierzu Gewichte verwendet werden, die entspre chend der Unwucht entlang des Umfangs der Antriebswelle angeordnet sind.

Die Ausgleichsmasse kann aber auch integral mit der Antriebswelle ausgebildet sein. Hier zu kann die Antriebswelle abschnittsweise einen verstärkten Querschnitt aufweisen, der z.B. durch eine abschnittsweise größere oder geringere Wandstärke der als Hohlwelle aus gebildeten Antriebswelle gebildet ist. Besonders bevorzugt kann die Antriebswelle zumin dest eine, vorzugsweise eine Mehrzahl von Bohrungen in ihrer Mantelfläche aufweisen. Dadurch können lokal Masseunterschiede präzise eingestellt werden. Vorzugsweise ist ei ne Mehrzahl von Bohrungen vorgesehen, die als Durchgangsbohrungen ausgebildet sein können. Die Mehrzahl von Bohrungen sind in axialer Richtung und in Umfangsrichtung ver setzt zueinander angeordnet.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Mehrzahl von Ausgleichsmassen entspre chend der zuvor beschriebenen Ausgleichsmasse vorgesehen, wodurch ein sehr flexibler und optimierter Ausgleich von Schwingungen erfolgen kann. Die Mehrzahl von Ausgleichs massen umfasst vorzugsweise zumindest eine erste und eine zweite Ausgleichsmasse ent sprechend der zuvor beschriebenen Ausgleichsmasse. Die Mehrzahl von Ausgleichsmas sen sind in axialer Richtung der Antriebswelle und vorzugsweise auch in Umfangsrichtung beabstandet zueinander angeordnet. Die Masse der Mehrzahl von Ausgleichsmassen kann sich unterscheiden.

Das erste Taumelzahnrad und, falls vorgesehen auch das zweite Taumelzahnrad, weist bevorzugt die Form eines Hohlkegelzahnrads mit Innenverzahnung auf. Zudem ist es be vorzugt, wenn das jeweilige Taumelzahnrad dann mindestens einen Zahn mehr als das zugehörige Kegelzahnrad aufweist. Das Taumelzahnrad könnte aber auch als Kegelzahn rad mit Außenverzahnung ausgeführt werden, müsste dann aber mindestens einen Zahn weniger aufweisen als das zugehörige Kegelzahnrad. Eine solche Ausführungsform führt zu einem komplexeren und schwerer herstellbaren Getriebe und wird daher nicht näher erläu tert.

Das erste Kegelzahnrad und/oder das erste Taumelzahnrad weisen vorzugsweise einen Zahnradkegelwinkel auf, der zwischen 25° und 35° beträgt. Der Zahnradkegelwinkel des ersten Taumelzahnrads und des ersten Kegelzahnrads ist vorzugsweise gleich groß.

In Ausführungsformen, in denen das Taumelscheibengetriebe zudem ein zweites Kegel zahnrad und ein zweites Taumelzahnrad umfasst, weisen diese vorzugsweise einen Zahn radkegelwinkel auf, der zwischen 10° und 60°, bevorzugt zwischen 15° und 40°, mehr be vorzugt zwischen 20° und 35° beträgt. Der Zahnradkegelwinkel des zweiten Taumelzahn rads und des zweiten Kegelzahnrads ist vorzugsweise gleich groß. Weiterhin unterscheiden sich in diesen Ausführungsformen vorzugsweise die Zahnradkegelwinkel des ersten und des zweiten Taumelzahnrads. Z.B. weist eines der beiden Taumelzahnräder einen Zahn- radkegelwinkel auf, der zwischen 10° und 60°, bevorzugt zwischen 20° und 50°, mehr be vorzugt zwischen 25° und 40° beträgt, und das andere Taumelzahnrad weist einen Zahn radkegelwinkel auf, der zwischen 5° und 30°, bevorzugt zwischen 10° und 25°, mehr bevor zugt zwischen 12° und 20° beträgt.

Der Zahnradkegelwinkel ist hierin definiert als der Winkel zwischen einer Achse, die senk recht zur Kegelachse des jeweiligen (Taumel- bzw. Kegelzahnrads) ausgerichtet ist, und einer Mantellinie des jeweiligen (Taumel- bzw. Kegel-) Zahnrads, die durch die Spitzen der jeweiligen Zähne gebildet ist.

Das erste Taumelzahnrad weist vorzugsweise einen Taumelwinkel auf, der zwischen +/- 1° und +/- 6°, vorzugsweise zwischen +/- 1,5° und +/- 4°, bevorzugt zwischen 1 2 und +/- 3,5° beträgt.

In Ausführungsformen mit einem zweiten Taumelzahnrad weist vorzugsweise auch dieses einen Taumelwinkel auf, der zwischen +/- 1° und +/- 10°, bevorzugt zwischen +/- 1° und +/- 6°, mehr bevorzugt zwischen +/- 1,5° und +/- 4°, und noch mehr bevorzugt zwischen +/- 2 ° und +/- 3,5 ° beträgt. Die Definition des Taumelwinkels gilt analog für das erste und das zweite Taumelzahnrad. Der Taumelpunkt ist auch hierbei definiert als der Drehpunkt des zweiten Taumelzahnrads und liegt auf der Getriebeachse. Genauer liegt der Taumelpunkt im Schnittpunkt zwischen der Kegelachse des zweiten Taumelzahnrads und der Getriebe achse.

Um einen möglichst guten Wirkungsgrad zu erreichen, ist die Gleitreibung im Taumelschei bengetriebe zu minimieren. Es hat sich herausgestellt, dass es möglich ist, das Getriebes so weit zu optimieren, dass insbesondere bei Untersetzungen von i < 150 eine solche Gleitbewegung im Wesentlichen eliminiert werden kann und zwischen den Zahnflanken des Taumelzahnrads und des Kegelzahnrads vielmehr eine Abrollbewegung erfolgt. Dies ge lingt bei der Auslegung der Übersetzung des Taumelzahnradgetriebes insbesondere durch die Größe des Taumelwinkels, der Zahnform und des Zahnradkegelwinkels. Der wichtigste Faktor dieser Optimierung ist der Zahnradkegelwinkel der Zahnräder.

Bei einer beispielhaften Untersetzung von 1 :50 und einem Taumelwinkel zwischen +/- 1° und +/- 10°, bevorzugt zwischen +/- 2 ° und +/- 3,5 ° (zur Reduzierung der Schwingungen) folgt eine Zahnspitze eines Taumelzahnrads einem Kurvenverlauf, der bei einem Zahnrad kegelwinkel von 0° bis etwa 15° zu einer erheblichen Gleitbewegung zwischen den Zahn flanken führt.

Es hat sich nun herausgestellt, dass mit zunehmendem Zahnradkegelwinkel der Abstand der Zahnflanken des Taumelzahnrads zu den Zahnflanken zweier gegenüberliegender Zähne des Kegelzahnrads während dem Eintauchen zwischen diese zwei Zähne zunimmt, sodass sich die Zähne im Optimum erst am Scheitelpunkt der Taumelbewegung berühren und es nur noch zu einer im Wesentlichen flächigen Kontaktberührung kommt, ohne dass die Zähne aneinander gleiten. Es kommt dann vielmehr zu einem Abrollen der Zahnräder aneinander als zu einer Gleitbewegung.

Durch Optimierung der Berührpunkte ergibt sich vorzugsweise zwischen der Getriebeüber setzung und dem Zahnradkegelwinkel folgende Abhängigkeit: Wird der Zahnradkegelwinkel des Taumelzahnrads oder des Kegelzahnrads (auf der Ordinate) über die Getriebeüberset zung (auf der Abszisse) aufgetragen, entsteht eine Funktion, die im Wesentlichen die Form einer Hyperbel aufweist. In Abhängigkeit von der gewünschten Übersetzung kann dann ein optimaler Zahnradkegelwinkel ermittelt werden. Vorzugsweise wird der Zahnradkegelwinkel aus einem Bereich von +/- 5° um den so ermittelten Wert des Zahnradkegelwinkels ge wählt.

Die Zahnflanken des ersten Kegelzahnrads und/oder des ersten Taumelzahnrads und, falls vorhanden, des zweiten Kegelzahnrads und/oder des zweiten Taumelzahnrads sind bevor zugt im Wesentlichen gerade ausgebildet. Dadurch lassen sich die Zahnräder besonders einfach und kostengünstig hersteilen.

Besonders bevorzugt sind sowohl die Zahnflanken des ersten Kegelzahnrads als auch die des ersten Taumelzahnrads gerade und, falls vorhanden, sind sowohl die Zahnflanken des zweiten Kegelzahnrads und des zweiten Taumelzahnrads gerade. Das Getriebe kann dann derart ausgelegt werden, dass dich die Zahnflanken beim Abwälzen der Zähne flächig be rühren. Dadurch wird eine relativ geringe Flächenpressung im Bereich der Zahnflanken er reicht und die Belastung und der Verschleiß der Zähne werden minimiert. Bevorzugt weisen die Zahnflanken des ersten Kegelzahnrads und/oder des ersten Taumel zahnrads einen Flankenwinkel zwischen 10° und 50°, vorzugsweise zwischen 20° und 40°, bevorzugt zwischen 25° und 35° auf.

In Ausführungsformen mit zwei Zahnradpaarungen weisen die Zahnflanken des zweiten Kegelzahnrads und/oder des zweiten Taumelzahnrads bevorzugt einen Flankenwinkel zwi schen 10° und 70°, vorzugsweise zwischen 20° und 60° auf.

Vorzugsweise unterscheidet sich der Flankenwinkel der Zahnflanken eines Taumelzahn rads vom Flankenwinkel der Zahnflanken des zugehörigen Kegelzahnrads. Der Unterschied zwischen dem Flankenwinkel der Zahnflanken des Taumelzahnrads und dem Flankenwin kel der Zahnflanken des Kegelzahnrads beträgt vorzugsweise zwischen 0,5° und 5°. Dadurch kann eine möglichst flächige Berührung benachbarter Zahnflanken während des Eingriffs der Zahnräder erreicht werden.

Der Flankenwinkel ist definiert zwischen der jeweiligen Zahnflanke und einer Mittel- bzw. Symmetrieebene der zwei Zahnflanken eines Zahns.

Ein kleiner Flankenwinkel entspricht einer steilen Zahnflanke. Ein kleiner Flankenwinkel führt zu größeren Kontaktflächen der in Eingriff stehenden Zähne und dadurch zu kleineren Flächenpressungen. Zudem resultieren aus einem kleineren Flankenwinkel geringere Axi alkräfte, wodurch auf die Lager des Getriebes geringere Belastungen ausgeübt werden und sich die Lagerreibung und der Verschleiß reduzieren lassen. Zudem drücken hohe Axial kräfte das Taumelzahnrad und das Kegelzahnrad auseinander, sodass es zu einer Verstär kung der Gleitbewegung kommen kann, was wiederum durch kleine Flankenwinkel vermie den werden kann.

Je größer die Übersetzung des Taumelscheibengetriebes ist, desto steiler ist der Eintauch winkel eines Zahns zwischen zwei gegenüberliegende Zähne. Die Zahnflanken können dadurch mit zunehmender Übersetzung entsprechend steiler ausgebildet sein.

Besonders bevorzugt kommt ein erfindungsgemäßes Getriebe in einem Antrieb für ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrrad, zum Einsatz. Ein erfindungsgemäßer Antrieb für ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrrad, umfasst einen Motor mit einer von diesem angetriebenen Welle; eine Ausgangswelle zum Antreiben des Fahrzeugs; und ein Taumelscheibengetriebe gemäß einer der zuvor beschriebenen Aus führungsformen, das zwischen der angetriebenen Welle und der Ausgangswelle zur Dreh momentumwandlung zwischen der angetriebenen Welle und der Ausgangswelle vorgese hen ist. Die Antriebswelle des Taumelscheibengetriebes ist integral mit der vom Motor an getriebenen Welle ausgebildet oder mit der vom Motor angetriebenen Welle gekoppelt, vor zugsweise drehfest verbunden. Die Abtriebswelle des Taumelscheibengetriebes ist mit der Ausgangswelle gekoppelt, vorzugsweise zumindest in Antriebsrichtung drehfest verbunden.

Auf diese Weise wird ein Antrieb für ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrrad, ein E-Bike bzw. ein Pedelec, bereitgestellt, der sehr einfach und platzsparend aufgebaut ist und ein geringes Gewicht aufweist.

Vorzugsweise ist die Abtriebswelle radial nach außen am Gehäuse des Taumelscheibenge triebes gelagert bzw. an diesem abgestützt und radial nach innen auf der Ausgangswelle gelagert bzw. auf dieser abgestützt. Dadurch kann ein besonders platzsparender Aufbau, insbesondere in axialer Richtung, erreicht werden. Eine besonders gute Lagerung wird er reicht, wenn die Abtriebswelle mittels eines ersten und eines zweiten Wälzlagers auf der Ausgangswelle gelagert ist und mittels eines dritten Wälzlagers am Gehäuse gelagert ist. Über das dritte Wälzlager können große Kräfte am Gehäuse abgestützt werden, wobei zu gleich ein möglichst platzsparender Aufbau ermöglicht wird.

Die Ausgangswelle ist bevorzugt als Hohlwelle ausgebildet.

Der Motor ist vorzugsweise ein Elektromotor, der als Außenläufer oder als Innenläufer aus gebildet sein kann. Der Elektromotor umfasst einen Rotor und einen Stator. Bevorzugt sind der Rotor und der Stator koaxial zur Getriebeachse angeordnet.

Vorzugsweise umfasst der Antrieb weiterhin eine Energiequelle, insbesondere in Form ei nes wieder aufladbaren Akkus, die mit dem Motor elektrisch verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem Motor und der Energiequelle kann trennbar gestaltet sein, sodass die Ener giequelle z. B. zum Aufladen und zur Lagerung vom übrigen Antrieb entfernbar ist. Bevorzugt stellt der Antrieb ein Drehmoment zwischen 40 und 150 Nm, vorzugsweise zwi schen 100 und 140 Nm, mehr bevorzugt zwischen 120 und 130 Nm an der Abtriebswelle bereit.

Die Spitzenleistung des Antriebs beträgt vorzugsweise bis zu 1000 Watt. Die Nominalleis tung beträgt für ein E-Bike bzw. Pedelec bevorzugt 250 Watt und für ein Speed- oder S- Pedelec 500 Watt.

Durch das eingangs beschriebene Taumelscheibengetriebe kann erreicht werden, dass der Gesamtantrieb (Motor und Taumelscheibengetriebe) einen Wirkungsgrad von über 80 % aufweist.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Antrieb weiterhin eine Tretlagerwelle, die koaxial zur Getriebeachse angeordnet ist und sich durch die Antriebswelle und die Ab triebswelle hindurch erstreckt. An beiden Enden der Tretlagerwelle ist vorzugsweise jeweils eine Kurbel mit einem Pedal angebracht, um die Tretlagerwelle manuell in Drehbewegung zu versetzen und somit einen manuellen Antrieb zu ermöglichen.

Der seitliche Abstand in axialer Richtung der Tretlagerwelle zwischen den Montagepunkten der Pedale an der Kurbelgarnitur ist als Q-Faktor definiert und ist vorzugsweise kleiner als oder gleich 176 mm.

Der Antrieb ist dazu eingerichtet, ein über die Tretlagerwelle manuell eingeleitetes Dreh moment auf die Ausgangswelle zu übertragen. Hierzu ist die Tretlagerwelle vorzugsweise zumindest in Antriebsrichtung der Ausgangswelle drehfest mit der Ausgangswelle gekop pelt. Bevorzugt ist die Ausgangswelle als Hohlwelle ausgebildet und relativ zur Tretlager welle drehbar auf der T retlagerwelle und/oder in einem Gehäuse des Antriebs gelagert.

Vorzugsweise umfasst der Antrieb einen ersten Freilauf und einen zweiten Freilauf. Ein Freilauf ermöglicht eine Kraftübertragung zwischen zwei Wellen in eine Drehrichtung, z. B. in die Antriebsrichtung der Ausgangswelle, und verhindert eine Kraftübertragung in die an dere Drehrichtung. Der erste Freilauf ist zwischen der Abtriebswelle des Taumelscheibengetriebes und der Ausgangswelle angeordnet und koppelt diese derart miteinander, dass eine Drehbewegung von der Abtriebswelle auf die Ausgangswelle nur in eine Dreh- bzw. Umfangsrichtung über tragen wird. Der erste Freilauf ist bevorzugt in axialer Richtung der Ausgangswelle zwi schen dem ersten und dem zweiten Wälzlager angeordnet, mittels derer die Abtriebswelle auf der Ausgangswelle gelagert ist.

Der zweite Freilauf ist zwischen der Tretlagerwelle und der Ausgangswelle angeordnet und koppelt diese derart miteinander, dass eine Drehbewegung von der Tretlagerwelle auf die Ausgangswelle nur in eine Dreh- bzw. Umfangsrichtung übertragen wird.

Der erste und der zweite Freilauf können unabhängig voneinander jeweils als Klemmkör perfreilauf, als Sperrklinkenfreilauf oder als Ratchet-Freilauf (DT Swiss Ratchet) ausgebildet sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Motor als Elektromotor ausgebildet und der Motor und die Ausgangswelle sind koaxial zur Getriebeachse angeordnet. Somit sind alle wesentlichen Komponenten des Antriebs, insbesondere die Antriebswelle, die Abtriebswel le, die Tretlagerwelle, die Ausgangswelle und der Elektromotor koaxial zur Getriebeachse angeordnet. Dadurch ist ein besonders platzsparender Aufbau möglich. Die Antriebswelle des Taumelscheibengetriebes kann zudem integral mit einer angetriebenen Hohlwelle des Elektromotors ausgebildet sein.

Die Energiequelle ist aufgrund ihrer Dimensionen in der Regel getrennt vom übrigen Antrieb ausgebildet und lediglich mittels Kabel oder anderer geeigneter (Steck-) Verbindungen mit diesem verbunden.

Vorzugsweise umfasst der Antrieb weiterhin eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Mo tors. Die Steuereinrichtung kann beispielsweise scheibenförmig ausgebildet sein und eben falls koaxial zur Getriebeachse angeordnet sein.

Zudem ist es bevorzugt, dass der Antrieb zumindest einen Sensor zum Erfassen eines Drehmoments und/oder einer Drehzahl umfasst, der kommunizierend mit der Steuereinrich tung verbunden ist. Der Sensor ist dazu eingerichtet, ein Drehmoment und/oder eine Dreh- zahl zu erfassen, die über die T retlagerwelle eingeleitet werden. Der zumindest eine Sensor ist bevorzugt radial innerhalb der Antriebswelle angeordnet, insbesondere zwischen der Tretlagerwelle und der Antriebswelle. Sitzt der Elektromotor radial außerhalb der Antriebs welle, ist der zumindest eine Sensor durch die Antriebswelle vom Elektromotor abgeschirmt ist.

Der Antrieb umfasst weiterhin ein Gehäuse. Im Gehäuse sind vorzugsweise zumindest das Taumelscheibengetriebe und der Motor aufgenommen. Es können auch alle wesentlichen Komponenten des Antriebs, in der Regel mit Ausnahme der Energiequelle, im Gehäuse aufgenommen sein.

Das Gehäuse ist bevorzugt im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet, wobei der Durchmes ser des zylindrischen Gehäuses bevorzugt höchstens 150 mm, mehr bevorzugt höchstens 120 mm, noch mehr bevorzugt höchstens 100 mm beträgt. Dadurch ergibt sich ein beson ders platzsparender Aufbau des Antriebs. Durch die zylindrische Form des Gehäuses kann der gesamte Antrieb besonders vorteilhaft im Rahmen eines Fahrrads gelagert werden.

Bevorzugt ist zumindest ein Teil des Gehäuses oder das gesamte Gehäuse aus Kunststoff, einem Kunststoffverbundmaterial oder aus Metall, insbesondere aus einem Leichtmetall oder einer entsprechenden Legierung, zum Beispiel aus Aluminium oder Magnesium gebil det. Ein Gehäuse aus Leichtmetall bietet den Vorteil, dass es die nötige Steifigkeit zur La gerung der Antriebskomponenten, insbesondere des Getriebes, aufweist, leicht ist und die im Antrieb entstehende Wärme gut nach außen ableitet.

Das Gewicht des Antriebs (ohne Energiequelle) beträgt vorzugsweise weniger als 3,5 kg, bevorzugt weniger als 3 kg, mehr bevorzugt weniger als 2,5 kg.

Die Breite des Gehäuses in dessen axialer Richtung bzw. der axialen Richtung der Tretla gerwelle ist bevorzugt derart dimensioniert, dass ein Q-Faktor von maximal 176 mm er reicht wird.

Besonders bevorzugt umfasst ein Fahrrad, insbesondere ein E-Bike bzw. Pedelec, einen Antrieb gemäß zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Dadurch sind die bezüglich des erfindungsgemäßen Taumelscheibengetriebes und des Antriebs beschriebenen Vorteile im Bereich von Fahrradantrieben vorteilhaft nutzbar.

Ein Fahrrad umfasst vorzugsweise weiterhin zumindest ein Laufrad, mindestens ein Ritzel bzw. Kettenblatt und ein zwischen dem Laufrad und dem mindestens einen Ritzel verlau fendes Zugmittel, das das Laufrad mit dem Ritzel verbindet. Als Zugmittel kann beispiels weise eine Fahrradkette oder ein Zahnriemen vorgesehen sein, wie sie im Bereich von Fahrrädern bekannt sind. Das mindestens eine Ritzel ist vorzugsweise auf der Ausgangs welle gelagert. Dadurch kann ein vom Motor bereitgestelltes Drehmoment über das Getrie be und die Ausgangswelle bzw. ein manuell erzeugtes Drehmoment über die Tretlagerwelle und die Ausgangswelle auf das Ritzel und über das Zugmittel auf das Laufrad des Fahrrads übertragen werden.

Es ist ferner bevorzugt, dass das Fahrrad weiterhin einen Rahmen umfasst, der eine im Wesentlichen rohrförmige Aufnahme aufweist, in der der Antrieb aufgenommen ist. Im We sentlichen rohrförmig bedeutet, dass Aufnahme die Form eines Hohlzylinders aufweist. Die Längsachse der rohrförmigen Aufnahme ist vorzugsweise quer zur Längsrichtung des Rahmens ausgerichtet. Die rohrförmige Aufnahme ist bevorzugt im Bereich eines Tretla gers des Fahrrads ausgebildet, sodass der Antrieb als Tretlagerantrieb einsetzbar ist. Die Längsachse der rohrförmigen Aufnahme ist dann parallel, vorzugsweise kollinear, zur Tret lagerwelle angeordnet.

Auch bei herkömmlichen Fahrrädern ist eine rohrförmige Aufnahme für das Tretlager vor gesehen, sodass sich ein erfindungsgemäßes Fahrrad optisch nur geringfügig von her kömmlichen Fahrrädern unterscheidet.

Durch die rohrförmige Form der Aufnahme ist diese verhältnismäßig steif und dennoch leicht. Zudem ermöglicht sie einen großflächigen Kontakt zum zylindrischen Gehäuse des Antriebs somit eine gute Wärmeableitung vom Antrieb über das Gehäuse und die Aufnah men in den Rahmen des Fahrrads, sodass eine Kühlung des Antriebs ermöglicht ist.

Die Energiequelle, insbesondere der Akku, ist vorzugsweise koaxial zu einem Unterrohr oder zu einem Sattelrohr des Rahmens des Fahrrads angeordnet. Die Energiequelle kann in das Unterrohr oder das Sattelrohr integriert sein oder aus dem Rahmen entnehmbar ausgebildet sein. Vorzugsweise weist die Energiequelle ein Gehäuse auf, das in einem Zu stand, in dem sie in das Fahrrad eingebaut ist, bündig mit dem Unterrohr oder dem Sattel rohr abschließt. Dadurch kann die Energiequelle besonders platzsparend am Fahrradrah men angebracht werden.

Bei einem Motor, der im Durchmesser klein ist und koaxial zur Tretlagerachse angeordnet ist, kann eine größere Energiequelle verwendet werden und/oder der Schwerpunkt weiter nach unten verlegt werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfol genden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren:

Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Antriebs mit einem erfindungsgemäßen Tau melscheibengetriebe gemäß einer ersten Ausführungsform.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Teilschnittansicht des Taumelscheibengetriebes gemäß der ersten Ausführungsform.

Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht einer Variation des Taumelscheibengetriebes gemäß der ersten Ausführungsform.

Fig. 4 zeigt eine Querschnittsansicht eines Taumelscheibengetriebes gemäß einer zweiten Ausführungsform.

Fig. 5 zeigt eine Querschnittsansicht eines Taumelscheibengetriebes gemäß einer dritten Ausführungsform.

Fig. 6 zeigt eine Querschnittsansicht eines Taumelscheibengetriebes gemäß einer vierten Ausführungsform.

Fig. 7 zeigt eine Seitenansicht eines Fahrrads mit einem das erfindungsgemäße Taumel scheibengetriebe umfassenden Antrieb.

Fig. 8 zeigt eine Seitenansicht des Rahmens des Fahrrads nach Fig. 7. In Fig. 1 ist ein Antrieb 2 mit einem erfindungsgemäßen Taumelscheibengetriebe 4 in einer Querschnittsansicht dargestellt. Neben dem Taumelscheibengetriebe 4 umfasst der Antrieb 2 weiterhin einen Motor 6, eine Steuereinrichtung 7 zur Steuerung des Motors 6, eine vom Motor 6 angetriebene Welle 8 und eine Ausgangswelle 10 zum Antreiben eines Fahrzeugs, insbesondere eines Fahrrads (siehe Fig. 7).

Der Motor 6 ist in dieser bevorzugten Ausführungsform des Antriebs 2 als Elektromotor, insbesondere als Innenläufer-Elektromotor ausgebildet. Es ist aber auch denkbar, einen anderen Motor, insbesondere einen Außenläufer-Elektromotor, zu verwenden. Die Steuer einrichtung 7 kann beispielsweise in Form einer Leiterplatte ausgebildet sein.

Das Taumelscheibengetriebe 4 umfasst eine Antriebswelle, die als Hohlwelle ausgebildet ist. In der dargestellten Ausführungsform ist die Antriebswelle integral mit der vom Motor 6 angetriebenen Welle 8 ausgebildet und somit direkt vom Motor 6 antreibbar. Ferner umfasst das Taumelscheibengetriebe 4 eine Abtriebswelle 12, die als Hohlwelle ausgebildet ist und eine Getriebeachse 14 definiert, zu der die Antriebswelle 8 und die Abtriebswelle 12 koaxial angeordnet sind.

Zur Kraftübertragung und Drehmomentumwandlung zwischen der Antriebswelle 8 und der Abtriebswelle 12 umfasst das Taumelscheibengetriebe 4 ein erstes Kegelzahnrad 16, das koaxial zur Getriebeachse 14 angeordnet ist, und ein erstes Taumelzahnrad 18, das eben falls als Kegelzahnrad ausgebildet ist, eine erste Kegelachse 20 aufweist und mit dem ers ten Kegelzahnrad 16 kämmt. Das erste Taumelzahnrad 18 ist derart auf der Antriebswelle 8 gelagert, dass die erste Kegelachse 20 schräg zur Getriebeachse 14 angeordnet ist und diese in einem Taumelpunkt T schneidet.

Zumindest eines aus erstem Kegelzahnrad 16 und erstem Taumelzahnrad 18 ist dazu ein gerichtet, sich umlaufend zu drehen, um eine Drehbewegung auf die Abtriebswelle 12 zu übertragen.

Ein vom Motor 6 generiertes Drehmoment wird folglich von der Antriebswelle 8 über das Taumelscheibengetriebe 4 und die Abtriebswelle 12 auf die Ausgangswelle 10 übertragen. Hierzu ist die Abtriebswelle 12 des Taumelscheibengetriebes 4 mit der Ausgangswelle 10 gekoppelt, insbesondere in Antriebsrichtung der Abtriebswelle 12 und der Ausgangswelle 10 drehtest verbunden.

Da die Ausgangswelle 10 zum Antreiben des Fahrzeugs eingerichtet ist, weist sie vorzugs weise einen freien Wellenabschnitt, hier ein freies Wellenende 22 auf, an dem Mittel zur Kraftübertragung angeordnet bzw. gelagert sein können. Wird der Antrieb 2 z. B. in einem Fahrrad eingesetzt, kann am freien Wellenende zumindest ein Ritzel oder Kettenblatt an gebracht sein, über das ein Drehmoment von der Ausgangswelle 10 mittels eines Zugmit tels auf ein Laufrad des Fahrrads übertragbar ist (siehe Fig. 7).

In der besonders bevorzugten Ausführungsform des Antriebs 2 als Hilfsantrieb für ein Fahr rad nach Fig. 1 umfasst der Antrieb 2 weiterhin eine Tretlagerwelle 24, die koaxial zur Ge triebeachse 14 angeordnet ist und sich durch die Antriebswelle 8 und die Abtriebswelle 12 hindurch erstreckt. An den beiden Enden der Tretlagerwelle 24 ist jeweils eine Kurbel mit einem Pedal anbringbar, über die die Tretlagerwelle 24 manuell angetrieben werden kann.

Zum Erfassen eines Drehmoments und/oder einer Drehzahl kann der Antrieb 2 weiterhin zumindest einen Sensor 25 aufweisen, der kommunizierend mit der Steuereinrichtung 7 verbunden ist. Der zumindest eine Sensor 25 kann beispielsweise innerhalb oder außerhalb einer Hohlwelle angeordnet sein, deren Drehzahl und/oder Drehmoment er bestimmen soll. In der dargestellten Ausführungsform ist der zumindest eine Sensor 25 radial innerhalb der Antriebswelle 8 und radial außerhalb der Tretlagerwelle 24 angeordnet und wird an dieser Stelle mittels eines sich von der Steuereinrichtung 7 in axialer Richtung der Getriebeachse 14 erstreckenden Stegs gehalten. Es können entlang des Umfangs der Wellen 8, 24 auch mehrere solcher Sensoren angeordnet sein. Die Anordnung des zumindest einen Sensors 25 radial innerhalb der Antriebswelle 8 hat den Vorteil, dass der zumindest eine Sensor 25 auf diese Weise vom Motor 6 abgeschirmt ist.

Um ein Drehmoment von der T retlagerwelle 24 auf die Ausgangswelle 10 zu übertragen, ist die Tretlagerwelle 24 mit der Ausgangswelle 10 gekoppelt, insbesondere zumindest in An triebsrichtung der Tretlagerwelle 24 und der Antriebswelle 10 drehfest verbunden.

Zur drehfesten Verbindung der Abtriebswelle 12 mit der Ausgangswelle 10 bzw. der Tretla gerwelle 24 mit der Ausgangswelle 10 sind bevorzugt ein erster und ein zweiter Freilauf 26, 28 vorgesehen. Der erste Freilauf 26 ist zwischen der Abtriebswelle 12 und der Ausgangs welle 10 angeordnet und koppelt diese miteinander. Hier ist der erste Freilauf 26 an einer äußeren Mantelfläche der als Hohlwelle ausgebildeten Ausgangswelle 10 und an einer in neren Umfangsfläche der als Hohlwelle ausgebildeten Abtriebswelle 12 angeordnet.

Der zweite Freilauf 28 ist zwischen der Tretlagerwelle 24 und der Ausgangswelle 10 ange ordnet und koppelt diese miteinander. Grundsätzlich kann der zweite Freilauf 28 unmittelbar zwischen der Tretlagerwelle 24 und der Ausgangswelle 10 angeordnet sein. Im dargestell ten Beispielsfall ist die Ausgangwelle 10 als Hohlwelle ausgebildet und relativ zur Tretla gerwelle 24 drehbar auf der Tretlagerwelle 24 gelagert. Aufgrund des zweiten Freilaufs 28 sind die Ausgangswelle 10 und die Tretlagerwelle 24 nur entgegengesetzt zur Antriebsrich tung relativ zueinander drehbar. Der zweite Freilauf 28 könnte dann zwischen einer äuße ren Mantelfläche der T retlagerwelle 24 und einer inneren Umfangsfläche der Ausgangswel le 10 angeordnet sein.

Wie dargestellt, ist es aber auch möglich, die Lage des zweiten Freilaufs 28 an eine ge wünschte Stelle entlang der Tretlagerwelle 24 zu verschieben, zum Beispiel an eine Stelle, an der ausreichend Bauraum zur Verfügung steht. Zudem kann auch eine indirekte Verbin dung der Tretlagerwelle 24 über den Freilauf 28 mit der Ausgangswelle 10 vorgesehen sein, zum Beispiel über eine Zwischenwelle 30. In der Ausführungsform nach Fig. 1 ist die Zwischenwelle 30 als Hohlwelle ausgebildet, koaxial zur Getriebeachse 14 und zur Tretla gerwelle 24 angeordnet und drehfest mit der Tretlagerwelle 24 verbunden. Die Zwischen welle 30 weist einen Absatz mit vergrößertem Durchmesser auf, der sich in axialer Richtung der Getriebeachse 14 bis an eine Stelle radial außerhalb der Ausgangswelle 10 erstreckt. Zwischen diesem Absatz der Zwischenwelle 30 und der äußeren Mantelfläche der Aus gangswelle 10 kann der zweite Freilauf 28 angeordnet werden. Es versteht sich, dass ver schiedene andere Ausführungsformen denkbar sind und sich z. B. auch die Ausgangswelle 10 radial außerhalb der Zwischenwelle 30 erstrecken kann, um den zweiten Freilauf 28 zwischen einer inneren Umfangsfläche der Ausgangswelle 10 und einer äußeren Mantelflä che der Zwischenwelle 30 aufzunehmen.

Aus Fig. 1 und der vorrangehenden Beschreibung ist ersichtlich, dass die wesentlichen Komponenten des Antriebs 1 entlang der Getriebeachse 14 angeordnet sind und, mit Aus nahme des ersten Taumelzahnrads 18, das geringfügig zur Getriebeachse 14 geneigt ist, koaxial zur Getriebeachse 14 angeordnet sind. Daraus ergibt sich insgesamt ein sehr platz sparender Aufbau des Antriebs 2, der sich besonders gut zur Umsetzung eines Hilfsan triebs für ein Fahrrad eignet.

Der Antrieb 2 weist weiterhin ein Gehäuse 32 auf, in dem die Komponenten des Antriebs 2, insbesondere der Motor 6, die Steuereinrichtung 7, das Taumelscheibengetriebe 4, die Ausgangswelle 10 und die Tretlagerwelle 24 aufgenommen sind. Das Gehäuse 32 ist vor zugsweise im Wesentlichen zylindrisch und koaxial zur Getriebeachse 14 ausgebildet. Die Tretlagerwelle 24 ragt beidseitig aus dem Gehäuse 32 heraus, um ein Anbringen der Kur beln und Pedale zu ermöglichen. Auch die Ausgangswelle 10 erstreckt sich aus dem Ge häuse 32 heraus, um das Anbringen zumindest eines Ritzels oder Kettenblatts am freien Wellenende 22 zu ermöglichen.

Das Gehäuse 32 kann ferner eine Anschlussmöglichkeit zur elektrischen Verbindung des Motors 6 mit einer Energiequelle, insbesondere einem wieder aufladbaren Akku, aufweisen. Das Gehäuse 32 ist vorzugsweise aus einem Leichtmetall, wie zum Beispiel Magnesium, gebildet, wodurch es eine ausreichende Steifigkeit zur Lagerung der darin aufgenommenen Komponenten des Antriebs 2 und zugleich ein geringes Gewicht aufweist. Zudem kann dadurch im Antrieb 2 erzeugte Wärme besonders gut nach außen abgeleitet werden.

Im Gehäuse 32 können verschiedene Lagermöglichkeiten vorgesehen sein, beispielsweise zur Lagerung der T retlagerwelle 24, einer oder mehrerer der hierin beschriebenen Hohlwel len (z. B. der Antriebswelle 8, der Abtriebswelle 12, der Ausgangswelle 10), des Kegel und/oder Taumelzahnrads 16, 18 des Taumelscheibengetriebes 4 oder des Motors 6 und der Steuereinrichtung 7.

Die vorangehenden beschriebenen Merkmale und Eigenschaften des Antriebs 2 sind im Wesentlichen unabhängig von der exakten Ausführung des Tretlagergetriebes 4 anzusehen und analog auf alle hierin beschriebenen Ausführungsformen des Taumelscheibengetriebes 4 übertragbar. Jede der nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen kann entspre chend in den Antrieb 2 integriert werden.

Eine erste Ausführungsform des Taumelscheibengetriebes 4 ist nachfolgend unter Bezug nahme auf die Fig. 1 bis 3 detailliert beschrieben. Dieses Taumelscheibengetriebe 4 um- fasst das erste Kegelzahnrad 16 und das erste Taumelzahnrad 18.

Das erste Kegelzahnrad 16 ist fest im Gehäuse 32 gelagert. Das erste Kegelzahnrad 16 ist daher sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung bezüglich der Getriebeachse 14 festgelegt. Das erste Kegelzahnrad 16 ist antriebsseitig des ersten Taumelzahnrads 18 angeordnet. Zudem ist das erste Kegelzahnrad 16 koaxial zur Antriebswelle 8 angeordnet, sodass seine Kegelachse auf die Getriebeachse 14 fällt. Die Zähne bzw. Zahnspitzen des ersten Kegelzahnrads 16 bilden eine nach außen gerichtete, kegelförmige Mantelfläche des ersten Kegelzahnrads 16.

Das erste Taumelzahnrad 18 ist ebenfalls als Kegelzahnrad ausgebildet und weist die erste Kegelachse 20 auf, die schräg zur Getriebeachse 14 ausgerichtet ist. Die Zähne bzw. Zahnspitzen des ersten Taumelzahnrads 18 bilden eine nach innen gerichtete kegelförmige Mantelfläche des ersten Taumelzahnrads 18. Auf diese Weise können das erste Kegel zahnrad 16 und das erste Taumelzahnrad 18 miteinander eingreifen.

Die Definition der kegelförmigen Mantelflächen des ersten Kegelzahnrads und des ersten Taumelzahnrads gelten analog für alle hierin beschriebenen Kegel- und Taumelzahnräder.

In allen hierin beschriebenen Ausführungsformen ist das erste Taumelzahnrad 18 derart auf der Antriebswelle 8 gelagert, dass die erste Kegelachse 20 schräg zur Getriebeachse 14 angeordnet ist und diese schneidet. Die Schrägstellung des ersten Taumelzahnrads 18 bzw. der Kegelachse 20 wird bevorzugt durch die Lagerung des ersten Taumelzahnrads 18 auf der Antriebswelle 8 bewirkt. Hierzu weist die Antriebswelle 8 vorzugsweise einen Wel lenabschnitt 40 auf, der zylindrisch ausgebildet ist, aber bezüglich der Getriebeachse 14 bzw. der Mittelachse der Antriebswelle 8 geneigt ist. Die Mantelfläche des Wellenabschnitts 40 ist somit nicht koaxial zur Getriebeachse 14 ausgerichtet. Vielmehr ist die Mittel- bzw. Symmetrieachse des Wellenabschnitts 40 und dessen Mantelfläche um den Wnkel zur Ge triebeachse 14 geneigt, um den die Kegelachse 20 des ersten Taumelzahnrads 18 zur Ge triebeachse 14 geneigt sein soll.

Auf der geneigten Mantelfläche des Wellenabschnitts 40 ist zumindest ein Wälzlager 41 zur Lagerung des ersten Taumelzahnrads 18 auf dem Wellenabschnitt 40 der Antriebswelle 8 angeordnet. Das erste Taumelzahnrad 18 ist vorzugsweise mit einer ersten Hohlwelle 42 verbunden oder integral an einem Ende der ersten Hohlwelle 42 ausgebildet, um die erste Hohlwelle 42 einfach mittels des Wälzlagers 41 auf dem Wellenabschnitt 40 der Antriebs welle 8 zu lagern.

Aufgrund der Schrägstellung des ersten Taumelzahnrads 18 bezüglich der Getriebeachse 14 steht das erste Taumelzahnrad 18 in einem Abschnitt mit dem ersten Kegelzahnrad 16 in Eingriff, in Fig. 1 und Fig. 3 in einem Abschnitt unterhalb der Getriebeachse 14. In einem anderen Abschnitt, insbesondere diagonal zum im Eingriff stehenden Abschnitt, steht das erste Taumelzahnrad 18 nicht mit dem ersten Kegelzahnrad 16 in Eingriff, in Fig. 1 und Fig. 3 oberhalb der Getriebeachse 14.

Dreht sich die Antriebswelle 8, wird das erste Taumelzahnrad 18 mit der Antriebswelle 8 derart um die Getriebeachse 14 bewegt, dass die erste Kegelachse 20 des ersten Taumel zahnrads 18 die Getriebeachse 14 umläuft und dadurch in Umlaufrichtung angrenzende Abschnitte der Verzahnung des ersten Kegelzahnrads 16 und des ersten Taumelzahnrads 18 in Eingriff gebracht werden. Es entsteht die Taumelbewegung des ersten Taumelzahn rads 18. Eine Drehbewegung des ersten Taumelzahnrads 18 kann dann auf die Ab triebswelle 12 übertragen werden. Die Übersetzung kann über die Anzahl der Zähne des ersten Taumelzahnrads 18 und des ersten Kegelzahnrads 16 eingestellt werden, wie be reits beschrieben.

In der ersten Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3 ist das erste Taumelzahnrad 18 mittels einer Ausgleichseinrichtung 34 mit der Abtriebswelle 12 verbunden. Die Ausgleichseinrich tung 34 ist dazu eingerichtet, eine bezüglich der Getriebeachse 14 axiale Bewegungskom ponente einer Taumelbewegung des ersten Taumelzahnrads 18 zu kompensieren. In der Ausführungsform nach Fig. 1 ist die Ausgleichseinrichtung 34 weiterhin dazu eingerichtet, eine Drehbewegung vom ersten Taumelzahnrad 18 bzw. der ersten Hohlwelle 42 auf die Abtriebswelle 12 zu übertragen.

Zum Kompensieren der axialen Bewegungskomponente des Taumelzahnrads 18 umfasst die Ausgleichseinrichtung 34 eine axial feststehende Komponente 36 und eine mit dem Taumelzahnrad 18 verbundene, axial bewegliche Komponente 38. Die axial feststehende Komponente 36 und die axial bewegliche Komponente 38 sind folglich in axialer Richtung der Getriebeachse 14 relativ zueinander bewegbar. In Umfangsrichtung des ersten Tau- melzahnrads 18 sind die Komponenten 36, 38 jedoch bevorzugt nicht relativ zueinander bewegbar, um eine Drehbewegung übertragen zu können.

In den hierin dargestellten, bevorzugten Ausführungsformen (Fig. 3 und Fig. 4) ist die Aus gleichseinrichtung 34 als Kugelgelenk 34 ausgebildet. Die axial feststehende Komponente 36 wird dabei durch einen Innenring oder einen Außenring des Kugelgelenks 34 gebildet, während die axial bewegliche Komponente 38 durch den jeweils anderen aus Innenring und Außenring des Kugelgelenks 34 gebildet ist.

Sowohl im Innenring als auch im Außenring des Kugelgelenks 34 sind entlang des Um fangs jeweils mehrere axial verlaufende Nuten vorgesehen. Jeweils eine Nut an der Innen fläche des Außenrings und eine Nut an der Außenfläche des Innenrings fluchten miteinan der und bilden eine axiale Führung, in der ein Wälzkörper 39, insbesondere eine Kugel, zwischen dem Innenring und dem Außenring aufgenommen ist. Die Nuten sind derart di mensioniert, dass der Innenring und der Außenring zumindest um den Betrag der axialen Verschiebung des ersten Taumelzahnrads 18 in axialer Richtung relativ zueinander beweg lich sind. In Umfangsrichtung der Ringe sind die Nuten bevorzugt derart dimensioniert, dass sich die Kugeln innerhalb der Nuten nicht in Umfangsrichtung des Außenrings und des In nenrings bewegen können. Der Außenring und der Innenring sind daher in Umfangsrich tung im Wesentlichen zueinander festgelegt bzw. drehfest miteinander verbunden.

In den Ausführungsformen nach Fig. 1 und Fig. 2 ist der Außenring des Kugelgelenks 34 fest mit dem ersten Taumelzahnrad 18 verbunden und bildet somit die axial bewegliche Komponente 38, während der Innenring des Kugelgelenks 34 mit der Abtriebswelle 12 fest verbunden ist und die axial festgelegte Komponente 36 bildet.

Fig. 3 zeigt eine Variante der ersten Ausführungsform, bei der die Ausgleichseinrichtung 34 bzw. das Kugelgelenk 34 verschieden zur Variante nach Fig. 1 und Fig. 2 ausgebildet ist. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach Fig. 3 der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2. Der Außenring des Kugelgelenks 34 ist fest mit der Abtriebswelle 12 verbunden und bildet die axial festgelegte Komponente 36, während der Innenring des Kugelgelenks 34 fest mit dem ersten Taumelzahnrad 18 verbunden ist und die axial bewegliche Komponente 38 bildet. Ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich, wenn der Außenring und der Innenring des Kugelgelenks 34 jeweils integral mit dem ersten Taumelzahnrad 18 bzw. der Abtriebswelle 12 ausgebildet sind. Beispielsweise kann die erste Hohlwelle 42 an einem dem ersten Taumelzahlrad 18 gegenüberliegenden Ende entsprechend als Außenring oder Innenring des Kugelgelenks 34 ausgebildet sein. Entsprechend kann auch die Abtriebswelle 12 an einem dem Taumelzahnrad 18 zugewandten Ende als Innenring oder Außenring des Ku gelgelenks 34 ausgebildet sein.

In Fig. 3 sind zudem der Zahnradkegelwinkel ß des ersten Kegelzahnrads 16 und des ers ten Taumelzahnrads 18, der Zahnwinkel d des ersten Kegelzahnrads 16 und des ersten Taumelzahnrads 18, sowie der Taumelwinkel g des ersten Taumelzahnrads 18 dargestellt. Die Definition des Zahnradkegelwinkels ß und des Zahnwinkels d trifft entsprechend auf alle hierein beschriebenen Taumel- und Kegelzahnräder zu. Die Definition des Taumelwinkels g trifft entsprechend auf alle hierein beschriebenen Taumelzahnräder zu.

Der Zahnradkegelwinkel bk des ersten Kegelzahnrads 16 ist definiert als der Winkel zwi schen einer ersten Achse 43, die senkrecht zur Kegelachse des ersten Kegelzahnrads 16 bzw. zur Getriebeachse 14 ausgerichtet ist, und einer Mantellinie des ersten Kegelzahnrads 16, die durch die Spitzen seiner Zähne gebildet ist.

Der Zahnradkegelwinkel bt des ersten Taumelzahnrads 18 ist definiert als der Winkel zwi schen einer zweiten Achse 45, die senkrecht zur ersten Kegelachse 20 des ersten Taumel zahnrads 18 ausgerichtet ist, und einer Mantellinie des ersten Taumelzahnrads 18, die durch die Spitzen seiner Zähne gebildet ist.

Das erste Kegelzahnrad 16 und das erste Taumelzahnrad 18 weisen vorzugsweise einen Zahnradkegelwinkel bk, bt auf, der zwischen 10° und 60°, bevorzugt zwischen 15° und 40°, mehr bevorzugt zwischen 20° und 35° beträgt. Vorzugsweise sind die beiden Zahnradke gelwinkel b_k, bt gleich groß.

Die erste und die zweite Achse 43, 45 schneiden die Getriebeachse 14 im Taumelpunkt T. Der Taumelpunkt T ist definiert als der Drehpunkt des Taumelzahnrads 18 und liegt auf der Getriebeachse 14. Der Taumelpunkt T ist stationär angeordnet. Der Taumelwinkel g ist definiert zwischen der ersten Achse 43, die im Taumelpunkt T senk recht zur Getriebeachse 14 ausgerichtet ist, und einer maximalen Auslenkung des ersten Taumelzahnrads 18 in Richtung Antrieb (positives Vorzeichen) bzw. in Richtung Abtrieb (negatives Vorzeichen). Alternativ kann der Taumelwinkel g angegeben werden als der Winkel zwischen der ersten Kegelachse 20 des ersten Taumelzahnrads 18 und der Getrie beachse 14 und entsprechend ein positives oder negatives Vorzeichen aufweisen.

Das erste Taumelzahnrad 18 weist vorzugsweise einen Taumelwinkel g auf, der zwischen +/- 1° und +/- 6°, vorzugsweise zwischen +/- 1 ,5° und +/- 4°, bevorzugt zwischen +/- 2° und +/- 3,5° beträgt.

Jede Zahnspitze und jeder Zahngrund der Zähne des ersten Kegelzahnrads 16 und des ersten Taumelzahnrads 18 erstreckt sich vorzugsweise auf einer Geraden durch den Tau melpunkt T. Ein Zahnwinkel dk des ersten Kegelzahnrads 16 bzw. ein Zahnwinkel dt des ersten Taumelzahnrads 18 ist definiert zwischen der Gerade einer Zahnspitze und der Ge rade eines Zahngrunds eines Zahns des jeweiligen (Kegel- bzw. Taumel-) Zahnrads 16, 18.

Der Zahnwinkel dk, dt beträgt vorzugsweise zwischen 1° und 10°, bevorzugt zwischen 2° und 5°.

In allen hierin beschriebenen Ausführungsformen des Taumelscheibengetriebes 4 kann dieses zum Ausgleichen von Schwingungen ferner zumindest eine Ausgleichsmasse 44 aufweisen. Schwingungen werden insbesondere durch die nicht rotationssymmetrisch zur Getriebeachse angeordneten Komponenten, wie z.B. das erste Taumelzahnrad 18, den Wellenabschnitt 40, das Wälzlager 41 und die Hohlwelle 42 induziert. Die Ausgleichsmasse 44 ist bevorzugt an der vom Motor 6 angetriebenen Welle 8, insbesondere der Antriebswel le 8, angebracht oder integral mit derselben ausgebildet und wirkt einer durch die Taumel bewegung des ersten Taumelzahnrads 18 induzierten Schwingung bzw. Unwucht entge gen. Auch eine Unwucht durch eine Schwerpunktverschiebung während einer Umdrehung des ersten Taumelzahnrads 18 kann durch die Ausgleichsmasse 44 im Wesentlichen aus geglichen werden. Es können auch mehrere Ausgleichsmassen 44 an unterschiedlichen Stellen in axialer Richtung und in Umfangsrichtung vorgesehen sein. Bevorzugt ist die An ordnung der zumindest einen Ausgleichsmasse 44 an einer inneren Umfangsfläche der Antriebswelle 8, da an dieser Stelle ausreichend Bauraum zur Verfügung steht. In Fig. 4 ist eine zweite Ausführungsform des Taumelscheibengetriebes 4 in einer Quer schnittsansicht dargestellt. Dieses Taumelscheibengetriebe 4 umfasst die Antriebswelle 8, das erste Kegelzahnrad 16, das erste Taumelzahnrad 18 sowie die Abtriebswelle 12.

Das Taumelscheibengetriebe 4 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 im Wesentlichen darin, dass das ers te Kegelzahnrad 16 fest mit der Abtriebswelle 12 verbunden ist oder auf dieser gelagert ist, wobei das erste Kegelzahnrad 16 sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung bezüglich der Abtriebswelle 12 festgelegt ist. Bevorzugt ist, dass das erste Kegelzahnrad 16 integral mit der Abtriebswelle 12 ausgebildet, wie in Fig. 4 dargestellt. Das erste Kegel zahnrad 16 ist abtriebsseitig vom ersten Taumelzahnrad 18 angeordnet und in Richtung des ersten Taumelzahnrads 18 und somit in Richtung des Antriebs ausgerichtet.

Das erste Taumelzahnrad 18 ist in Richtung des Abtriebs ausgerichtet, um mit dem ersten Kegelzahnrad 16 zu kämmen. Bevorzugt ist auch in dieser Ausführungsform das erste Taumelzahnrad 18 integral mit einer ersten Hohlwelle 42 ausgebildet, die analog zur ersten Ausführungsform mittels eines Wälzlagers 41 auf einem Wellenabschnitt 40 der Antriebs welle 8 gelagert ist, der die Schrägstellung der ersten Kegelachse 20 des ersten Taumel zahnrads 18 bezüglich der Getriebeachse 14 bewirkt. Diesbezüglich sei auf die Ausfüh rungsformen zu den Fig. 1 bis 3 verwiesen, die entsprechend für die zweite Ausführungs form zutreffen.

Die Ausgleichseinrichtung 34 zum Kompensieren einer bezüglich der Getriebeachse 14 axialen Bewegungskomponente der Taumelbewegung des ersten Taumelzahnrads 18 ist in der zweiten Ausführungsform zwischen dem ersten Taumelzahnrad 18 und dem Gehäuse 32 angeordnet. Die axial feststehende Komponente 36 ist fest mit dem Gehäuse 32 ver bunden, insbesondere in axialer Richtung und in Umfangsrichtung am Gehäuse 32 festge legt. Die axial bewegliche Komponente 38 ist fest mit dem ersten Taumelzahnrad 18 ver bunden. Vorzugsweise ist die bewegliche Komponente 38 integral mit der ersten Hohlwelle 42 an einem dem Taumelzahnrad 18 gegenüberliegenden Ende derselben ausgebildet.

Auch in der zweiten Ausführungsform nach Fig. 4 kann die Ausgleichseinrichtung 34 als Kugelgelenk ausgebildet sein. Der Innenring ist dann analog zur Fig. 3 integral mit der ers- ten Hohlwelle 42 ausgebildet. Der Außenring des Kugelgelenks 34 ist am Gehäuse 32 fest gelegt. Bezüglich der weiteren Ausgestaltung des Kugelgelenks 34, insbesondere der Nu ten im Innenring und im Außenring sowie der Anordnung der Kugeln 39 sei auf die Ausfüh rungen zu den Fig. 1 bis 3 verwiesen.

Da die axial feststehende Komponente 36 und die axial bewegliche Komponente 38 der Ausgleichseinrichtung 34 in Umfangsrichtung vorzugsweise im Wesentlichen zueinander festgelegt sind, kann das erste Taumelzahnrad 18 in der zweiten Ausführungsform nicht um die Getriebeachse 14 umlaufen. Vielmehr kann sich das erste Taumelzahnrad 18 nur in axialer Richtung bewegen und in Umfangsrichtung um die Kugeln 39 des Kugelgelenks 34 hin und her schwenken. Aus der Überlagerung der Bewegung des ersten Taumelzahnrads 18 in axialer Richtung und der Schwenkung des ersten Taumelzahnrads 18 um die Kugeln 39 ergibt sich eine im Wesentlichen elliptische Bewegung des ersten Taumelzahnrads 18.

Betrachtet man einen Verzahnungsabschnitt der Zahnradpaarung, steht während eines Teils der elliptischen Bewegung das erste Taumelzahnrad 18 mit dem ersten Kegelzahnrad 16 in Eingriff und eine Kraft bzw. Bewegung wird in Antriebs- bzw. Umfangsrichtung auf das erste Kegelzahnrad 16 übertragen und somit in die Abtriebswelle 12 eingeleitet. Während der weiteren Bewegung löst sich der Eingriff allmählich und das Taumelzahnrad 18 wird entgegen der Antriebsrichtung bewegt. Dann nähert es sich dem Kegelzahnrad 16 wieder an, tritt allmählich mit diesem in Eingriff und überträgt erneute eine Kraft in Antriebsrichtung.

Aufgrund der Anordnung und Bewegung der Komponenten dieser Ausführungsform können sich die Antriebswelle 8 und die Abtriebswelle 12 in entgegengesetzte Richtungen drehen.

Da die Ausgleichseinrichtung 34 in Richtung Antrieb ausgerichtet ist und zwischen dem ersten Taumelzahnrad 18 und der Abtriebswelle 12 keine Ausgleichsvorrichtung vorzuse hen ist, ist diese Ausführungsform des Taumelscheibengetriebes 4 in axialer Richtung der Getriebeachse 14 kompakter ausgebildet.

In Fig. 5 ist eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Taumelscheibengetriebes 4 in einer Querschnittsansicht dargestellt. Die Ausführungsform nach Fig. 5 unterscheidet sich von den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen im Wesentlichen darin, dass das Taumelscheibengetriebe 4 zusätzlich ein zweites Kegelzahnrad 46 und ein zweites Taumelzahnrad 48 umfasst. Eine Ausgleichseinrichtung ist in dieser Ausführungsform nicht erforderlich.

Das erste Kegelzahnrad 16 ist analog zur zweiten Ausführungsform nach Fig. 4 fest mit der Abtriebswelle 12 verbunden, abtriebsseitig des ersten Taumelzahnrads 18 angeordnet und diesem zugewandt. Das erste Taumelzahnrad 18 ist analog zur zweiten Ausführungsform nach Fig. 4 in Richtung des ersten Kegelzahnrads 16 ausgerichtet und mittels zumindest eines Wälzlagers 41 , hier mittels zweier Wälzlager, auf dem Wellenabschnitt 40 gelagert, der, wie zuvor beschrieben, die Schrägstellung der ersten Kegelachse 20 bezüglich der Getriebeachse 14 bewirkt.

Das zweite Kegelzahnrad 46 ist fest im Gehäuse 32 gelagert, insbesondere sowohl in axia ler Richtung als auch in Umfangsrichtung im Gehäuse 32 festgelegt. In der dritten Ausfüh rungsform ist das zweite Kegelzahnrad 46 abtriebsseitig des zweiten Taumelzahnrads 48 angeordnet und in Richtung des Antriebs ausgerichtet.

Das zweite Taumelzahnrad 48 ist fest mit dem ersten Taumelzahnrad 46 verbunden, vor zugsweise sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung bezüglich des ersten Taumelzahnrads 18 festgelegt. Das erste und das zweite Taumelzahnrad 46, 48 sind koa xial angeordnet, sodass eine zweite Kegelachse des zweiten Taumelzahnrads 48 mit der ersten Kegelachse 20 zusammenfällt.

In der dritten Ausführungsform nach Fig. 5 sind das erste und das zweite Taumelzahnrad 18, 48 in dieselbe Richtung ausgerichtet. Um die Herstellung der Taumelzahnräder 18, 48 zu erleichtern, sind die beiden Taumelzahnräder 18, 48 getrennt voneinander ausgebildet und anschließend miteinander verbunden, z. B. verschraubt, verpresst oder mittels beliebi ger Welle-Nabe-Verbindung verbunden.

Besonders vorteilhaft ist auch in dieser Ausführungsform eine erste Hohlwelle 42 vorgese hen, die integral mit dem ersten oder dem zweiten Taumelzahnrad 18, 48 ausgebildet ist. Das andere aus erstem und zweitem Taumelzahnrad 18, 48 separat ausgebildet und an schließend an der ersten Hohlwelle 42 befestigt. Die erste Hohlwelle 42 kann mittels der Wälzlager 41 auf dem Wellenabschnitt 40 gelagert sein. Auch in der dritten Ausführungsform kann die Drehrichtung der Abtriebswelle 12 entgegen gesetzt zur Drehrichtung der Antriebswelle 8 sein.

In Fig. 6 ist eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Taumelscheibengetriebes 4 in einer Querschnittsansicht dargestellt. Auch in dieser Ausführungsform umfasst das Taumelscheibengetriebe 4 zusätzlich ein zweites Kegelzahnrad 46 und ein zweites Tau melzahnrad 48. Eine Ausgleichseinrichtung 34 ist nicht erforderlich. Analog zur dritten Aus führungsform nach Fig. 5 ist das erste Kegelzahnrad 16 fest mit der Abtriebswelle 12 ver bunden, insbesondere integral mit diese ausgebildet.

Die Ausführungsform nach Fig. 6 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 5 im Wesentlichen dadurch, dass das erste Taumelzahnrad 18 und das zweite Taumelzahn rad 48 in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet sind und das zweite Kegelzahnrad 46 daher antriebsseitig im Gehäuse 32 gelagert ist. Im Übrigen trifft die Beschreibung der drit ten Ausführungsform analog auch auf die vierte Ausführungsform zu.

Das erste Taumelzahnrad 18 und das zweite Taumelzahnrad 48 sind fest miteinander ver bunden, insbesondere sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung zueinander festgelegt. Das erste und das zweite Taumelzahnrad 46, 48 sind koaxial angeordnet, so- dass eine zweite Kegelachse des zweiten Taumelzahnrads 48 mit der ersten Kegelachse 20 zusammenfällt. Aufgrund der Ausrichtung in entgegengesetzte Richtungen ist es zudem möglich und bevorzugt, das erste Taumelzahnrad 18 und das zweite Taumelzahnrad 48 integral mit der ersten Hohlwelle 42 auszubilden. Das erste und das zweite Taumelzahnrad 18, 48 können aber auch separat ausgebildet und mit der ersten Hohlwelle 42 verbunden sein. Das erste Taumelzahnrad 18 ist in Richtung Abtrieb ausgerichtet und dort dem ersten Kegelzahnrad 16 zugewandt. Das zweite Taumelzahnrad 48 ist in Richtung Antrieb ausge richtet.

Das zweite Kegelzahnrad 46 ist antriebsseitig des zweiten Taumelzahnrads 48 angeordnet und diesem zugewandt, um mit dem zweiten Taumelzahnrad 48 einzugreifen. Das zweite Kegelzahnrad 46 ist fest mit dem Gehäuse 32 verbunden, vorzugsweise sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung festgelegt.

Aufgrund der Schrägstellung der ersten und der zweiten Kegelachse 20 zur Getriebeachse 14 greifen das erste Kegelzahnrad 16 und das erste Taumelzahnrad 18 in einem Abschnitt miteinander ein, der diagonal zu dem Abschnitt angeordnet ist, in dem das zweite Kegel zahnrad 46 und das zweite Taumelzahnrad 48 miteinander eingreifen.

Auch in dieser Ausführungsform kann sich die Abtriebswelle 12 entgegengesetzt zur An triebswelle 8 drehen.

In allen Ausführungsformen ist die Antriebswelle bevorzugt mittels eines Wälzlagers 49, z. B. eines Kugel- oder Nadellagers, auf der Tretlagerwelle 24 gelagert.

In Fig. 7 ist ein Fahrrad 50 mit einem Antrieb 2 mit einem erfindungsgemäßen Taumel scheibengetriebe 4 in einer Seitenansicht dargestellt. Das Fahrrad 50 umfasst einen vor zugsweise gefederten Rahmen 52, zumindest ein Laufrad 54 sowie ein Zugmittel 56 zur Verbindung des antreibenden Laufrads 54 mit dem Antrieb 2. Ein herkömmliches Fahrrad 50 weist ein Vorderrad 54 und ein Hinterrad 54 auf, wobei das Hinterrad das antreibende Laufrad 54 bildet.

Auf der Ausgangswelle 10 können ein oder mehrere Ritzel oder Kettenblätter 58 gelagert sein. Das Zugmittel 56 überträgt eine Drehbewegung bzw. eine Kraft vom Ritzel 58 auf das Laufrad 54. Das Zugmittel 56 kann beispielsweise als Fahrradkette oder Zahnriemen aus gebildet sein.

Ebenfalls in der Fig. 7 zu erkennen sind Kurbeln 60 und Pedale 62 zum manuellen Antrei ben des Fahrrads 50 über die Tretlagerwelle 24 und die Ausgangswelle 10.

In Fig. 8 ist der Rahmen 52 des Fahrrads 50 nach Fig. 7 in einer Seitenansicht dargestellt. Der Rahmen 52 umfasst eine rohrförmige Aufnahme 64, in der der Antrieb 2, insbesondere dessen zylindrisches Gehäuse 32 (siehe Fig. 1), aufgenommen werden kann. Der Außen durchmesser des zylindrischen Gehäuses 32 entspricht daher bevorzugt dem Innendurch messer der rohrförmigen Aufnahme 64.

Vorzugsweise ist die rohrförmige Aufnahme 64 entlang ihres Umfangs geschlossen ausge bildet, wodurch der Rahmen 52 auch im Bereich der Aufnahme 64 und somit im Bereich des Tretlagers besonders steif ausgebildet ist. Zudem kann die Aufnahme 64 dünnwandig ausgebildet sein, wodurch der Rahmen 52 insgesamt leichter ist. Aufgrund der geringen Dimensionen des Antriebs 2 und der Aufnahme 64 ist die Designfreiheit des Rahmens 52, insbesondere im Bereich des Tretlagers, größer. Das zylindrische Gehäuse 32 kann entlang des gesamten Umfangs mit seiner Mantelfläche in Kontakt mit der rohrförmigen Aufnahme 64 stehen, wodurch eine gute Wärmeübertra gung vom Gehäuse 32 in den Rahmen 52 ermöglicht wird.

Claims

Ansprüche

1. Taumelscheibengetriebe (4), insbesondere für ein Fahrzeug, wie ein Fahrrad (50), mit einer Antriebswelle (8), die als Hohlwelle ausgebildet ist und von einer Leistungs quelle, insbesondere einem Elektromotor (6), antreibbar ist; einer Abtriebswelle (12), die als Hohlwelle ausgebildet ist und eine Getriebeachse (14) definiert, zu der die Antriebswelle (8) koaxial angeordnet ist; einem ersten Kegelzahnrad (16), das koaxial zur Getriebeachse (14) angeordnet ist; einem ersten Taumelzahnrad (18), das als Kegelzahnrad mit einer ersten Kegelach se (20) ausgebildet ist und mit dem ersten Kegelzahnrad (16) kämmt, wobei das ers te Taumelzahnrad (18) auf der Antriebswelle (8) derart gelagert ist, dass die erste Kegelachse (20) des ersten Taumelzahnrads (18) schräg zur Getriebeachse (14) angeordnet ist und diese schneidet; wobei zumindest eines aus erstem Kegelzahnrad (16) und erstem Taumelzahnrad (18) dazu eingerichtet ist, sich umlaufend zu drehen, um eine Drehbewegung auf die Abtriebswelle (12) zu übertragen; dadurch gekennzeichnet, dass das erste Taumelzahnrad (18) einen Taumelwinkel aufweist, der zwischen +/- 1° und +/- 10° beträgt; und das erste Kegelzahnrad (16) und/oder das erste Taumelzahnrad (18) einen Zahn radkegelwinkel aufweist, der zwischen 20° und 40° beträgt.

2. Taumelscheibengetriebe (4) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin eine Ausgleichseinrichtung (34) umfasst, die dazu eingerichtet ist, eine be- züglich der Getriebeachse (14) axiale Bewegungskomponente einer Taumelbewe gung des ersten Taumelzahnrads (18) zu kompensieren.

3. Taumelscheibengetriebe (4) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin umfasst: ein zweites Kegelzahnrad (46), das koaxial zur Getriebeachse (14) angeordnet ist; ein zweites Taumelzahnrad (48), das als Kegelzahnrad mit einer zweiten Kegelach se ausgebildet ist und mit dem zweiten Kegelzahnrad (46) kämmt, wobei das zweite Taumelzahnrad (48) auf der Antriebswelle (8) derart gelagert ist, dass die zweite Kegelachse des zweiten Taumelzahnrads (48) schräg zur Getriebeachse (14) ange ordnet ist und diese schneidet; wobei das erste und das zweite Taumelzahnrad (18, 48) fest miteinander verbunden sind; wobei das erste und das zweite Taumelzahnrad (18, 48) in entgegengesetzte Rich tungen ausgerichtet sind.

4. Taumelscheibengetriebe (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin eine Ausgleichsmasse (44) zum Ausgleichen von durch die Taumelbewegung des ersten Taumelzahnrads (18) induzierten Schwin gungen aufweist.

5. Taumelscheibengetriebe (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kegelzahnrad (16) und/oder das erste Taumelzahn rad (18) einen Zahnradkegelwinkel aufweist, der zwischen 25° und 35° beträgt.

6. Taumelscheibengetriebe (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Taumelzahnrad (18) einen Taumelwinkel aufweist, der zwischen +/- und +/- 6°, vorzugsweise zwischen +/- 1 ,5° und +/-4°, bevorzugt zwischen 1 2 und +/- 3,5° beträgt.

7. Taumelscheibengetriebe (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Zahnflanken des ersten Kegelzahnrads (16) und/oder des ers ten Taumelzahnrads (18) im Wesentlichen gerade ausgebildet sind und einen Flan kenwinkel zwischen 10° und 50°, vorzugsweise zwischen 20° und 40°, bevorzugt zwischen 25° und 35° aufweisen.

8. Antrieb (2) für ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrrad (50), umfassend: einen Motor (6) mit einer von diesem angetriebenen Welle (8); eine Ausgangswelle (10) zum Antreiben des Fahrzeugs; und ein Taumelscheibengetriebe (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Drehmomen tumwandlung zwischen der angetriebenen Welle (8) und der Ausgangswelle (10); wobei die Antriebswelle (8) des Taumelscheibengetriebes (4) integral mit der vom Motor angetriebenen Welle (8) ausgebildet ist oder mit der vom Motor angetriebenen Welle gekoppelt, vorzugsweise drehfest verbunden ist; und wobei die Abtriebswelle (12) des Taumelscheibengetriebes (4) mit der Ausgangswel le (10) gekoppelt ist.

9. Antrieb (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (12) radial nach außen an einem Gehäuse (32) des Antriebs (2) abgestützt ist und radial nach innen auf der Ausgangswelle (10) abgestützt ist.

10. Antrieb (2) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass er weiterhin eine Tretlagerwelle (24) umfasst, die koaxial zur Getriebeachse (14) angeordnet ist und sich durch die Antriebswelle (8) und die Abtriebswelle (12) hindurch erstreckt, und dass der Antrieb (2) weiterhin einen ersten Freilauf (26) und einen zweiten Freilauf (28) umfasst, wobei der erste Freilauf (26) zwischen der Abtriebswelle (12) und der Ausgangswelle (10) angeordnet ist und diese miteinander koppelt, und der zweite Freilauf (28) zwischen der Tretlagerwelle (24) und der Ausgangswelle (10) angeord net ist und diese miteinander koppelt.

11. Antrieb (2) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass er weiterhin ein Gehäuse (32) umfasst, in dem das Taumelscheibengetriebe (4) und der Motor (6) aufgenommen sind und das im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist, wobei der Durchmesser des zylindrischen Gehäuses (32) vorzugsweise höchs tens 200 mm, bevorzugt höchstens 150 mm, mehr bevorzugt höchstens 100 mm be trägt.

12. Fahrrad (50) mit einem Antrieb (2) nach einem der Ansprüche 8 bis 11.

13. Fahrrad (50) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin ein Laufrad (54), mindestens ein Ritzel (58) und ein zwischen dem Laufrad (54) und dem mindestens einen Ritzel (58) verlaufendes Zugmittel (56) umfasst, wobei das mindestens eine Ritzel (58) auf der Ausgangswelle (10) gelagert ist.